(57)【要約】【課題】  記録再生特性及びトラッキング特性に優れた、イングルーブピットを有する光情報記録媒体を提供する。【解決手段】  本発明における光情報記録媒体では、平坦な底面を有するグルーブに平坦な底面を有するイングルーブピットを配置しているので、グルーブに幅広部と幅狭部が形成されている光情報記録媒体に比べて、有機色素を含有する記録層が形成されたグルーブ部分における記録層と反射層との界面の高さ位置とイングルーブピット部分における記録層と反射層との界面の高さ位置の差を大きくすることができる。これにより、イングルーブピットに記録されている情報を高変調度且つ低ジッターで再生することができる。【選択図】  図１９
2006244703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面にランド、平坦な底面を有するグルーブ及び平坦な底面を有するイングルーブピットが形成された基板と、該基板の該一方の面上に形成された有機色素を含有する記録層と、該記録層上に形成された反射層とを有する光情報記録媒体であって、
上記基板のランド表面から上記グルーブの底面までの深さをｄｇで表わし、上記基板のランド表面から上記イングルーブピットの底面までの深さをｄｐで表わし、上記ランド表面上の記録層と反射層との界面から上記グルーブにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さをＴｇで表わし、上記ランド表面上の記録層と反射層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さをＴｐで表わしたとき、ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ／Ｔｇであることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
上記グルーブにおける記録層の窪み深さＴｇと上記イングルーブピットにおける記録層の窪み深さＴｐとの比Ｔｐ／Ｔｇが、１．６≦Ｔｐ／Ｔｇ≦２．０であることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
光情報記録媒体の記録または再生に用いる光の波長をλで表わし、上記基板の屈折率をｎで表わしたときに、上記グルーブの底面までの深さｄｇがｄｇ＞λ／４ｎであることを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
一方の面にランド、平坦な底面を有するグルーブ及び平坦な底面を有するイングルーブピットが形成された基板と、該基板の該一方の面上に形成された反射層と、該反射層上に形成された有機色素を含有する記録層と、該記録層上に形成された保護層と、該保護層上に形成されたカバー層とを備える光情報記録媒体であって、
上記基板のランド表面から上記グルーブの底面までの深さをｄｇで表わし、上記基板のランド表面から上記イングルーブピットの底面までの深さをｄｐで表わし、上記ランド表面上の記録層と保護層との界面から上記グルーブにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さをＴｇ’で表わし、上記ランド表面上の記録層と保護層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さをＴｐ’で表わしたとき、ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ’／Ｔｇ’であることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項５】
上記グルーブにおける記録層の窪み深さＴｇと上記イングルーブピットにおける記録層の窪み深さＴｐとの比Ｔｐ’／Ｔｇ’が、１．６≦Ｔｐ’／Ｔｇ’≦２．０であることを特徴とする請求項４に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
光情報記録媒体の記録または再生に用いる光の波長をλで表わし、上記カバー層の屈折率をｎで表わしたときに、上記グルーブの底面までの深さｄｇがｄｇ＞λ／４ｎであることを特徴とする請求項４または５に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記グルーブの底面までの深さｄｇと上記イングルーブピットの底面までの深さｄｐとの比ｄｐ／ｄｇが、１．４≦ｄｐ／ｄｇ≦１．７であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体及びその製造方法、並びに光情報記録媒体の基板製造に用いるスタンパ及びその製造方法に関し、特に、メーカ名や著作権保護対策用情報等のメディア情報がプリピットの形でグルーブに記録された光情報記録媒体及びその製造方法、並びにその基板製造に用いるスタンパ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ（コンパクトディスク）の数倍の記録容量を有するＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）が、画像や音声等の情報記録媒体として広く使用されている。また、ＤＶＤに対して、ユーザ側で情報の記録を１回に限り行うことができるＤＶＤ−Ｒ（追記型のデジタルバーサタイルディスク）や、情報の書換えを可能とするＤＶＤ−ＲＷ（書換え可能型のデジタルバーサタイルディスク）が既に製品化され、今後の大容量の情報記録媒体として広く普及すると考えられる。
【０００３】
通常、ＤＶＤ−Ｒでは、ディスクのメーカ情報や、著作権保護対策用情報、ディスクの情報記録再生に用いるレーザ光の出力等の所定の情報（以下、メディア情報という）がディスク上に予め記録されている。これらのメディア情報は、ディスク製造工程の最終段階で、記録装置を用いて光照射等により記録層を変性させることで記録している。
【０００４】
これに対し、メディア情報等の情報を上記のような記録層に記録するのではなく、ディスクの基板製造段階において、予め基板のグルーブにエンボスピット（以下、イングルーブピットという）の形で記録する方法が開示されている（例えば、特許文献１、２及び３を参照）。これらの方法を用いて作製した基板の一部を、図２１に示す。図２１（ａ）は、基板の部分拡大平面図であり、イングルーブピットが形成された領域（以下、イングルーブピット領域という）を概略的に表わしている。また、図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）は、それぞれ、図２１（ａ）のＡ’−Ａ’線断面及びＢ’−Ｂ’線断面を示した図である。この基板では、図２１（ｂ）に示すように、ランド及びグルーブが形成された基板２１１のランド表面２１１ａを基準としたときのイングルーブピット２１７の底面（最下面）２１７ａまでの深さｄｐ”が、同じくランド表面２１１ａを基準としてグルーブ２１５の底面（最下面）２１５ａまでの深さｄｇ”より深く形成されている。これにより、この基板２１１のパターン形成面上に記録層及び反射層を形成して光情報記録媒体を作製した場合、イングルーブピット２１７が形成されている部分とイングルーブピット２１７が形成されていないグルーブの部分とでは、形成される各層の表面高さに違いが生じる。このイングルーブピット部分とグルーブ部分との深さの違いを利用することにより、メディア情報等のデータをグルーブに記録することができる。
【０００５】
上記基板を用いる光情報記録媒体は、以下のようにして製造される。原盤の表面に均一な厚みで形成されたフォトレジストに、一定強度のレーザ光を照射してグルーブに対応するパターンを露光するとともに、上記一定強度の露光強度より高いレベルの露光強度に強度変調されたレーザ光でイングルーブピットに対応するパターンを露光する。グルーブに対応するパターンとイングルーブピットに対応するパターンは、露光強度を連続的に切り替えて露光することもできるし、一度グルーブに対応するパターンを露光した後に改めてイングルーブピットに対応するパターンを露光してもよい。次いで、露光済みの原盤を現像処理することにより、原盤上に上記グルーブ及びイングルーブピットに対応する所望のフォトレジストパターンを形成する。次いで、原盤のフォトレジストパターン形成面にＲＩＥ等のエッチング処理を施し、原盤の表面にグルーブ及びイングルーブピットに対応する所望のパターンを形成する。次いで、表面にパターン形成された原盤を用いてスタンパを作製し、さらにこのスタンパを用いて基板を複製する。複製された基板のパターン形成面上に記録膜等の各種層を形成することにより、光情報記録媒体を製造することができる。
【０００６】
しかしながら、上記のような原盤露光方法でイングルーブピット対応部分を露光した場合、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、形成するイングルーブピットのピット長に対応する時間Ｔ１で露光するため、原盤上のフォトレジストに照射される光スポットＳＰ２の直径Ｄに相当する分だけ、フォトレジストに露光されるイングルーブピット形成部分２２１のトラック方向長さＬ１が長くなる。したがって、その分トラック方向に隣り合うイングルーブピット形成部分２２１’との間に配置されるスペース２２２のトラック方向長さＬ２が短くなる。これにより、光情報記録媒体から読み出されるイングルーブピット再生信号のジッターが大きくなる。
【０００７】
通常、ＤＶＤ−Ｒ等の光情報記録媒体では、プリピット再生信号のジッターを抑えるために、図２３に示すように、グルーブ２３１の一部に周期的な切れ目２３１ａを設け、その切れ目部分２３１ａに、別途プリピット２３２を形成することが知られている。このような光情報記録媒体の製造に用いる原盤を露光する場合、プリピット２３２に対応するパターンを露光する際の露光量は、グルーブ２３１に対応するパターンを露光する際の露光量に関係なく調整することができる。これにより、例えば、プリピット形成部分を露光する際の露光強度を下げることによりプリピットサイズを小さく形成したり、プリピット形成部分の露光時間間隔を、その前後（露光開始端及び露光終了端）で所定時間削って短くするように調整することによって、プリピット長の冗長を抑制または防止することができる。
【０００８】
しかしながら、イングルーブピットを形成した光情報記録媒体では、原盤露光の際に、単にイングルーブピット形成部分の露光強度を下げてピットサイズを小さくしたり、イングルーブピット形成部分の露光時間を前後で削って短くした場合、イングルーブピット形成部分のトラック方向端部における露光量が不足するため、その部分のフォトレジストは原盤表面まで感光されない。これにより、原盤上に所望のフォトレジストパターンを精度良く形成することができない。さらに、このフォトレジストパターンに従って表面のエッチングを行った原盤では、図２４に示すように、イングルーブピット形成部分２４２のトラック方向に面する壁面２４２ｂの、イングルーブピット形成部分２４２の底面２４２ａを基準としたときの傾斜角度θ２は小さくなってしまう。この原盤に基づいて作製した光情報記録媒体の基板においても、上記原盤と同様にして、イングルーブピットのトラック方向に面する壁面の傾斜角度は小さくなるので、このイングルーブピットからの再生信号の変調度は低下してしまう。
【０００９】
ところで、基板のパターン形成面上に有機色素を含有する記録層を形成した光情報記録媒体では、基板上に形成されたパターンの幅の違いによって記録層と反射層との界面の高さ位置に差が生じる。幅広のグルーブにおける記録層と反射層との界面の高さ位置は、幅狭のグルーブに比べて低くなる。これにより、幅広のグルーブ部分におけるレーザ光の光路長と、幅狭のグルーブ部分におけるレーザ光の光路長との間に差が生じる。この光路長の差を利用して、メディア情報等の情報の再生を行う方法が開示されている（例えば、特許文献４を参照）。ただし、この方法で用いる基板に形成された幅広グルーブと幅狭グルーブの深さは同一となっている。
【００１０】
しかしながら、上記光情報記録媒体では、実際上グルーブの幅広部分と幅狭部分とにおいて記録層と反射層との界面の高さ位置に若干の差は生じるものの、情報を再生するのに十分な信号変調度を得る程のレーザ光の光路長の差を生じさせることはできない。グルーブの幅広部分と幅狭部分との寸法比や記録層材料の粘度、基板の回転駆動条件等を種々変更した場合でも、十分な光路長差を得ることはできなかった。また、上記のようなグルーブの幅広部分と幅狭部分とを利用してメディア情報等の情報を記録する光情報記録媒体の場合、トラックピッチを狭くすることは困難となるので、特に、トラックピッチ狭小化による光情報記録媒体の記録容量の増加を図る上では不利である。
【００１１】
なお、基板表面に形成されたピットやグルーブの深さによって、基板上に形成される記録層（色素層）の膜厚が異なる光情報記録媒体について開示されているが（例えば、特許文献５及び６を参照）、いずれの文献もイングルーブピットを有する光情報記録媒体に関して言及していない。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２１０２４号公報（第５−７欄、第１図及び第８図）
【特許文献２】特開２００１−６７７３３号公報（第５−６欄、第１−３図）
【特許文献３】特開２００２−２１６３６４号公報（第６−８欄、第１図）
【特許文献４】特開平２００１−３５１２６８号公報（第５−８欄、第４−５図）
【特許文献５】特開平８−１２９７８０号公報（第６−８欄、第１図）
【特許文献６】特開２００２−２３７０９３号公報（第７−１５欄、第２−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、記録再生特性及びトラッキング特性に優れた、イングルーブピットを有する光情報記録媒体及びその製造方法を提供することにある。また、上記光情報記録媒体の基板を製造するために用いるスタンパ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、一方の面にランド、平坦な底面を有するグルーブ及び平坦な底面を有するイングルーブピットが形成された基板と、該基板の該一方の面上に形成された有機色素を含有する記録層と、該記録層上に形成された反射層とを有する光情報記録媒体であって、
上記基板のランド表面から上記グルーブの底面までの深さをｄｇで表わし、上記基板のランド表面から上記イングルーブピットの底面までの深さをｄｐで表わし、上記ランド表面上の記録層と反射層との界面から上記グルーブにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さをＴｇで表わし、上記ランド表面上の記録層と反射層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さをＴｐで表わしたとき、ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ／Ｔｇであることを特徴とする光情報記録媒体が提供される。
【００１５】
本発明における光情報記録媒体では、平坦な底面を有するグルーブに平坦な底面を有するイングルーブピットを配置しているので、グルーブに幅広部と幅狭部が形成されている光情報記録媒体に比べて、有機色素を含有する記録層が形成されたグルーブ部分における記録層と反射層との界面の高さ位置とイングルーブピット部分における記録層と反射層との界面の高さ位置の差を大きくすることができる。これにより、イングルーブピットに記録されている情報を高変調度且つ低ジッターで再生することができる。また、グルーブに幅広部が設けられていないので、トラックピッチの狭小化による記録密度の向上を図ることができる。本発明の光情報記録媒体では、基板のランド表面からイングルーブピットの底面までの深さ（以下、イングルーブピット深さという）ｄｐと基板のランド表面からグルーブの底面までの深さ（以下、グルーブ深さという）ｄｇとの比ｄｐ／ｄｇと、イングルーブピットにおける記録層の窪み深さＴｐとグルーブにおける記録層の窪み深さＴｇとの比Ｔｐ／Ｔｇとの関係がｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ／Ｔｇを満たすように、有機色素を含有する記録層が形成されている。これにより、イングルーブピット深さｄｐ及びグルーブ深さｄｇが所定の信号変調度及びラジアルプッシュプル信号を得られるような寸法に形成されていない場合でも、グルーブを通る光の光路長とイングルーブピットを通る光の光路長との差を大きくすることができる。したがって、グルーブ深さｄｇに対してイングルーブピット深さｄｐを浅くすることができるので、原盤カッティングや基板成形を容易化できるとともに、光情報記録媒体の製造コストの低減を図ることができる。特に、１．１５＜（Ｔｐ／Ｔｇ）／（ｄｐ／ｄｇ）であることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、上記グルーブにおける記録層の窪み深さＴｇと上記イングルーブピットにおける記録層の窪み深さＴｐとの比Ｔｐ／Ｔｇが、１．６≦Ｔｐ／Ｔｇ≦２．０であることが望ましい。これにより、イングルーブピットに記録された情報を、高変調度で且つ低ジッターで再生することが可能となる。本発明の光情報記録媒体では、例えば、６０％以上の変調度を得られるとともにジッターを８％以下に抑制することができるので、実用上十分な再生特性を得ることができる。また、光情報記録媒体の記録または再生に用いる光の波長をλで表わし、上記基板の屈折率をｎで表わしたときに、上記グルーブ深さｄｇがｄｇ＞λ／４ｎであることが望ましい。一般に、グルーブ部分と透過した光とランド部分を透過した光との光路長差がλ／４ｎとなるときに最も高いコントラストでグルーブを検出することができる。記録層に有機色素材料を用いている光情報記録媒体では、グルーブ部分とランド部分とで記録層の積層の様子が異なるので、通常グルーブ部分と透過した光とランド部分を透過した光との光路長差はλ／４ｎ以下となってしまうことになり、良好なコントラストでグルーブを検出できない。本発明の光情報記録媒体では、グルーブ深さｄｇがｄｇ＞λ／４ｎとなるように形成されているので、グルーブ部分を透過する光とランド部分を透過する光との光路差がλ／４ｎに拡大するように、記録層の積層条件を調整することが容易となる。これにより、グルーブ部分とランド部分とを最も高いコントラストで検出することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、一方の面にランド、平坦な底面を有するグルーブ及び平坦な底面を有するイングルーブピットが形成された基板と、該基板の該一方の面上に形成された反射層と、該反射層上に形成された有機色素を含有する記録層と、該記録層上に形成された保護層と、該保護層上に形成されたカバー層とを備える光情報記録媒体であって、
上記基板のランド表面から上記グルーブの底面までの深さをｄｇで表わし、上記基板のランド表面から上記イングルーブピットの底面までの深さをｄｐで表わし、上記ランド表面上の記録層と保護層との界面から上記グルーブにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さをＴｇ’で表わし、上記ランド表面上の記録層と保護層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さをＴｐ’で表わしたとき、ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ’／Ｔｇ’であることを特徴とする光情報記録媒体が提供される。
【００１８】
本発明における光情報記録媒体では、カバー層側から光を入射させて情報の記録再生を行うが、上記ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ’／Ｔｇ’の関係を満たすことにより、第１の態様の光情報記録媒体と同様な作用効果を得ることができる。
【００１９】
本発明においては、上記グルーブにおける記録層の窪み深さＴｇと上記イングルーブピットにおける記録層の窪み深さＴｐとの比Ｔｐ’／Ｔｇ’が、１．６≦Ｔｐ’／Ｔｇ’≦２．０であることが望ましい。また、光情報記録媒体の記録または再生に用いる光の波長をλで表わし、上記カバー層の屈折率をｎで表わしたときに、上記グルーブの底面までの深さｄｇがｄｇ＞λ／４ｎであることが望ましい。
【００２０】
上記態様の光情報記録媒体では、上記グルーブ深さｄｇと上記イングルーブピット深さｄｐとの比ｄｐ／ｄｇが、１．４≦ｄｐ／ｄｇ≦１．７であることが望ましい。所定の信号変調度とラジアルプッシュプル信号を得るためには、グルーブを通る光の光路長とイングルーブピットを通る光の光路長との比を１．６〜２．０程度にすることが好ましい。しかしながら、本発明の光情報記録媒体は、有機色素材料を用いて記録層を形成することにより、グルーブにおける光路長とイングルーブピットにおける光路長との差を拡大することができるので、グルーブ深さｄｇとイングルーブピット深さｄｐとの比ｄｐ／ｄｇを上記のように１．６〜２．０以下にした場合でも、グルーブを通る光の光路長とイングルーブピットを通る光の光路長との比を１．６〜２．０程度にすることができる。これにより、所定の信号変調度とラジアルプッシュプル信号を得ることができる。また、イングルーブピットに記録された情報を、高変調度で且つ低ジッターで再生することが可能となる。
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、原盤に、グルーブと該グルーブに設けられるイングルーブピットとを形成する原盤カッティング（リソグラフィー）工程と、上記原盤の上記グルーブ及び上記イングルーブピットの反転パターンが転写されたスタンパを作製するスタンパ作製工程と、該スタンパから基板を複製する基板複製工程と、複製した基板の表面に少なくとも一層を形成する成膜工程とを含む光情報記録媒体の製造方法であって、
上記原盤カッティング工程が、上記原盤の表面に形成されたフォトレジストを第１の露光強度の光で露光することにより、原盤に上記グルーブパターンを形成するグルーブ露光工程と、上記原盤の表面に形成されたフォトレジストを第１の露光強度より高く設定した第２の露光強度の光で露光することにより、原盤に上記イングルーブピットパターンを形成するイングルーブピット露光工程とを含み；
上記グルーブ露光工程と上記イングルーブピット露光工程との間に、第１の露光強度よりも低い第３の露光強度で露光する期間を設けることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法が提供される。
【００２２】
本発明における光情報記録媒体の製造方法では、上記グルーブ露光工程と上記イングルーブピット露光工程とを切り替える際に、第１の露光強度よりも低い第３の露光強度でフォトレジストを露光する期間（以下、ブランク削り量またはブランク期間という）を設けているので、単にイングルーブピット形成部分の露光時間間隔を前後で削って短くした場合に比べて、イングルーブピット形成部分のトラック方向前端部及び後端部を十分な露光量で露光することができる。これにより、原盤上に形成されたフォトレジストは原盤との界面に至るまで十分に感光するので、現像処理を行うことにより所望のプリフォーマットパターンに対応したフォトレジストパターンを形成することができる。このフォトレジストパターンに基づいてエッチングを行うことにより、イングルーブピット形成部分のトラック方向に面する壁面の傾斜角度を大きく形成することができる。よって、この原盤に基づいてスタンパを作製し、さらにスタンパを用いることにより、原盤表面に形成されたプリフォーマットパターンと同様な凹凸パターンを有する基板を作製することができる。また、この基板上に記録層や反射層等の各種層を形成することにより、イングルーブピットを高い変調度で且つ低ジッターで再生することができる光情報記録媒体を製造することができる。
【００２３】
本発明では、上記イングルーブピットの再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの値に基づいて、第３の露光強度で露光する期間を設定することが望ましい。ブランク期間は、イングルーブピット再生信号の変調度が極大かつ最大となるときの値が望ましい。また、ブランク期間は、イングルーブピット再生信号のジッターの値が極小かつ最小となるときの値が望ましい。ラジアルプッシュプルの値は、ブランク期間が増加するに従い低下する。また、イングルーブピット再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの３つのパラメータの間には相関関係があるので、これらの関係から最適な条件のブランク期間を選択することにより、イングルーブピット及びスペースの形状を最適化することができ、優れた記録再生特性及びトラッキング特性を有する、高記録密度の光情報記録媒体が得られる。特に、上記３つのパラメータを最良にする観点より、クロック周期をＴで表わしたときに、第３の露光強度で露光する期間（ブランク期間）が０．２Ｔであることが望ましい。また、第３の露光強度はゼロにしてもよい。
【００２４】
本発明の第４の態様によれば、原盤に、グルーブと該グルーブに設けられたイングルーブピットとを形成する原盤カッティング（リソグラフィー）工程と、上記原盤の上記グルーブ及び上記イングルーブピットの反転パターンが転写されたスタンパを作製するスタンパ作製工程とを含むスタンパの製造方法であって、
上記原盤カッティング工程が、上記原盤の表面に形成されたフォトレジストを第１の露光強度の光で露光することにより、原盤に上記グルーブパターンを形成するグルーブ露光工程と、上記原盤の表面に形成されたフォトレジストを第１の露光強度より高く設定した第２の露光強度の光で露光することにより、原盤に上記イングルーブピットパターンを形成するイングルーブピット露光工程とを含み；
上記グルーブ露光工程と上記イングルーブピット露光工程との間に、第１の露光強度よりも低い第３の露光強度で露光する期間を設けることを特徴とするスタンパの製造方法が提供される。
【００２５】
本発明では、グルーブに配置されたイングルーブピット及びスペースの形状が最適化された光情報記録媒体用基板を作製するために用いるスタンパの製造方法が提供される。
【００２６】
本発明では、上記イングルーブピットの再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの値に基づいて、第３の露光強度で露光する期間を設定することが望ましい。また、クロック周期をＴで表わしたときに、第３の露光強度で露光する期間が０．２Ｔであることが望ましい。さらに、第３の露光強度はゼロにしてもよい。
【００２７】
本発明の第５の態様によれば、第４の態様のスタンパの製造方法を用いて作製されたスタンパであって、
上記グルーブの底面及び上記イングルーブピットの底面がそれぞれ平坦であり、上記イングルーブピットのトラック方向に面する壁面の傾斜角度が４０度以上９０度未満であることを特徴とするスタンパが提供される。
【００２８】
本発明のスタンパを用いることにより、上記条件を満たすグルーブ及びイングルーブピットが形成された光情報記録媒体用基板を作製することができる。こうして得られた基板は、イングルーブピットから良好な変調度の再生信号が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態を、図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００３０】
本発明における光情報記録媒体１０は、図１に示すように、中心ＡＸを基準としたセンター孔１０ａを有する円盤状に形成されている。また、光情報記録媒体１０は、図１及び２に示すように、一方の面にグルーブ８やイングルーブピット９等のプリフォーマットパターン１０ｂが形成された基板１を有しており、この面上に記録層２、反射層３及び保護層４がこの順で形成されている。
【００３１】
基板１は、射出成形法、圧縮成形法または射出圧縮成形法を用いて成形したプラスチック基板を用いることができる。あるいは、２Ｐ法（感光性樹脂法）を用いて作製したガラス基板を用いてもよい。
【００３２】
基板１に形成されているプリフォーマットパターン１０ｂは、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、アドレス情報等の情報を光学的に読み出すためのイングルーブピット９及び記録再生用光を案内するためのグルーブ８で構成されており、イングルーブピット９はグルーブ８上に形成されている。また、上記アドレス情報等の情報は、図３（ｂ）に示すように、イングルーブピット９と、イングルーブピット９に隣り合い、イングルーブピットが形成されていないグルーブの部分（以下、スペースともいう）８’との配列で構成される。イングルーブピット９の長さＬ１及びスペース８’の長さＬ２は、クロック周期をＴとしたとき、それぞれ３Ｔ〜１１Ｔ又は１４Ｔのいずれかの長さに調整される。なお、プリフォーマットパターン１０ｂは、光情報記録媒体１０の中心ＡＸを基準として渦巻状又は同心円状に形成される。
【００３３】
基板１は、表面に上記プリフォーマットパターンと同じ凹凸パターンを有する原盤及び当該原盤から得られるスタンパを用いて作製される。本発明における原盤は、以下の原盤カッティング方法（リソグラフィー）によって作製される。原盤表面に形成されたフォトレジストに対して所望のイングルーブピットのパターンを露光するときに、一時的に露光光の露光強度をグルーブのパターンを露光するときのレベルよりも低く設定する期間（ブランク期間）を、イングルーブピットのパターン露光期間の前後に設けて露光する。これにより、レーザスポットの直径に応じたイングルーブピットパターンのトラック方向の冗長を防止することができる。なお、ブランク期間は、光情報記録媒体より検出されるイングルーブピットの再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの値に基づいて設定する。次いで、上記露光された原盤を現像処理することにより、所望のフォトレジストパターンを原盤上に形成する。このレジストパターンに基づいてＲＩＥ等のエッチングを行うことにより、原盤表面にイングルーブピットパターンとグルーブパターンからなる所望のプリフォーマットパターンが形成される。イングルーブピットパターンとグルーブパターンは、ともに断面形状が略台形となるように形成される。上記の方法で作製した原盤のプリフォーマットパターン形成面に電鋳法等を用いてＮｉ等の金属層を形成することにより、スタンパを得ることができる。
【００３４】
こうして得られた基板１に形成されるイングルーブピット９は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、断面形状が平坦な底面９ａと、底面９ａの周囲から起立された壁面９ｂにより略台形となるように形成される。このとき、イングルーブピット９のトラック方向に面する壁面９ｂの傾斜角度θ１は、イングルーブピット９の底面９ａに対して４０度以上９０度未満に形成されている。また、最短のイングルーブピット長Ａ１と最短のスペース長Ａ２との比Ａ１／Ａ２は、イングルーブピット９の深さの半値部分で０．８〜１．２となり、さらに、イングルーブピット９の底面９ａからの最短スペース８’ａの高さｈ１と最短スペース以外のスペース８’ｂの高さｈ２との比ｈ１／ｈ２は、０．９５以上１．０以下となる。一方、グルーブ８は、図３（ｃ）に示すように、断面形状が平坦な底面８ａと、底面８ａの周囲から起立された壁面８ｂにより略台形となるように形成される。なお、基板１のランド面１ｃからグルーブ８の底面８ａまでの深さｄ２は、基板１のランド面１ｃからイングルーブピット９の底面９ａまでの深さｄ１より浅く形成されることは言うまでもない。本明細書において「略台形」とは、数学的に完全な台形の他、底面と傾斜する壁面とが交わる角部及びランド面１ｃと傾斜する壁面とが交わる角部に若干の丸みを有する形状や、各面に若干のゆがみを有する形状も含む。また、本明細書において平坦な底面とは、基板のランド面と略平行で、且つ、基板の半径方向及びトラック方向にそれぞれ少なくとも５０ｎｍの幅で画定される平坦部を有する面をいう。
【００３５】
次に、基板１上に形成される記録層２は、光情報記録媒体における情報の記録再生方式に合わせて、低融点合金、相変化型記録材料、光磁気記録材料、有機色素材料等を用いて形成される。図２において、記録層２は単層で示されているが、必要に応じて同種又は異種の薄膜の積層体で記録層２を形成してもよい。例えば、光磁気記録媒体の場合、無機誘電体よりなる第１エンハンス膜、垂直磁化膜よりなる光磁気記録膜及び無機誘電体よりなる第２エンハンス膜からなる積層体によって記録層を形成することができる。
【００３６】
記録層２上に形成される反射層３は、銀若しくは銀合金、アルミニウム若しくはアルミニウム合金、金若しくは金合金またはチタン若しくはチタン合金等、記録再生用光に対する光反射率が高い金属材料又は合金材料を用いて形成される。なお、再生専用の光情報記録媒体の場合は、記録層は形成されず、反射層が基板のプリフォーマットパターン形成面に直接形成されてもよい。
【００３７】
保護層４は、記録層２及び反射層３を機械的衝撃や化学変化から保護するための層であって、上記エンハンス膜を構成する無機誘電体と同種若しくは異種の無機誘電体や紫外線硬化樹脂等の有機材料を用いて形成される。さらに、保護層４上にカバー層として、表面が平坦であり、基板１と同様にプラスチックから形成された基板（ダミー基板）を、紫外線硬化樹脂等を介して保護層４上に貼り付けてもよい。
【００３８】
本発明の光情報記録媒体におけるイングルーブピットの深さ及び記録層の膜厚は、以下のようにして決定される。記録再生用光の波長をλとしたとき、基板から入射し、ランド表面を通って記録層と反射層との界面に達し、当該界面で反射されて、再びランド表面を通って基板側へ導かれる光と、基板から入射し、イングルーブピットの底面を通って記録層と反射層との界面に達し、当該界面で反射されて、再びイングルーブピットの底面を通って基板側へ導かれる光との光路差がλ／６〜λ／３となるように、それらの膜厚が調整される。また、グルーブの深さは、記録再生用光の波長をλとしたとき、基板から入射し、ランド表面を通って記録層と反射層との界面に達し、当該界面で反射されて、再びランド表面を通って基板側へ導かれる光と、基板から入射し、グルーブの底面を通って記録層と反射層との界面に達し、当該界面で反射されて、再びグルーブの底面を通って基板側へ導かれる光との光路差がλ／１６〜λ／８となるように調整される。
【００３９】
なお、記録層２の種類や膜厚によっては、図４に示すように、記録層２と反射層３との界面が平坦とならず、グルーブ８及びイングルーブピット９の表面形状に応じた窪み８’及び９’が形成される。この場合には、窪みの深さ８’及び９’を予め実験により求め、その値に応じてイングルーブピット９の深さｄ１、グルーブ８の深さｄ２及び記録層２の膜厚ｔの各値を、上記光路差の条件を満たすように調整すればよい。
【００４０】
また、基板のプリフォーマットパターン形成面に直接反射層３が形成される場合、例えば、再生専用の光情報記録媒体においては、記録再生用光の波長をλ、基板の屈折率をｎとした場合、イングルーブピットの深さをλ／６ｎ〜λ／３ｎに、グルーブの深さをλ／１６ｎ〜λ／８ｎに形成すればよい。
【００４１】
本発明の光情報記録媒体では、イングルーブピット及びグルーブの断面形状をともに平坦な底面を有する略台形に形成したので、底面が平坦でないグルーブを有する光情報記録媒体に比べて安定したラジアルプッシュプル信号を得ることができる。また、イングルーブピットから検出される再生信号に対するノイズを低減させることもできる。これにより、光情報記録媒体の高記録密度化と再生信号の高Ｓ／Ｎ化を図ることができる。
【００４２】
また、上記の通り、光情報記録媒体の基板に形成されたイングルーブピットのトラック方向に面する壁面の傾斜角度がイングルーブピットの底面に対して４０度以上９０度未満であり、イングルーブピットの最短プリピット長と最短スペース長との比がイングルーブピットの深さの半値部分で０．８〜１．２であり、また、イングルーブピットの底面からの最短スペースの高さとイングルーブピットの底面からの最短スペース以外のスペースの高さとの比が０．９５〜１．０であるので、高変調度で且つ低ジッターでイングルーブピットの再生信号を得ることができる。
【００４３】
本発明の別な実施の態様では、光情報記録媒体の基板のプリフォーマットパターンが形成された面に、メディア情報をイングルーブピットを用いて予め記録しておくメディア情報記録領域と、ユーザが情報記録を行うためのユーザ記録領域とを設ける。これにより、メディア情報を後から専用の記録装置を用いて光情報記録媒体の記録層に１枚ずつ書き込む必要がなく、光情報記録媒体の製造工程の簡略化、ひいては光情報記録媒体の製造コストの低減を図ることができる。
【００４４】
メディア情報記録領域に形成されるプリフォーマットパターンは、上記実施の態様と同様にして、平坦な底面を有する略台形溝状のグルーブと、当該グルーブに配置された平坦な底面を有する略台形溝状のイングルーブピットで構成されている。イングルーブピットは、クロック周期をＴとした場合、３Ｔ〜１１Ｔまたは１４Ｔのいずれかの長さで調製されており、これら長さが異なる複数のイングルーブピットの配列によってメディア情報が記録されている。
【００４５】
図１９（ａ）に示すように、基板１’のランド表面１’ａからグルーブ１８２の底面１８２ａまでの深さ、即ち、グルーブ深さｄｇは、情報の記録及び再生に使用されるレーザ光の波長をλ、基板１’の屈折率をｎとしたとき、λ／４ｎよりもやや深い深さに形成される。また、基板１’のランド表面１’ａからイングルーブピット１８３の底面１８３ａまでの深さ、即ち、イングルーブピット深さｄｐは、グルーブ深さｄｇよりも深く形成される。グルーブ深さｄｇとイングルーブピット深さｄｐとの比ｄｐ／ｄｇは、基板１’の製造を容易にするために、１．４≦ｄｐ／ｄｇ≦１．７の範囲となるように形成される。
【００４６】
また、図２０に示すように、基板１”からではなくカバー層５”側からレーザ光を照射して情報の記録及び再生を行う光情報記録媒体の場合、基板１”のランド表面１”ａからグルーブ２０１の底面２０１ａまでの深さ、即ち、グルーブ深さｄｇは、情報の記録及び再生に使用されるレーザ光の波長をλ、ダミー基板５”の屈折率をｎとしたとき、λ／４ｎよりもやや深い深さに形成される。また、基板１”のランド表面１”ａからイングルーブピット２０２の底面２０２ａまでの深さ、即ち、イングルーブピット深さｄｐ’は、グルーブ深さｄｇ’よりも深く形成される。グルーブ深さｄｇ’とイングルーブピット深さｄｐ’との比ｄｐ’／ｄｇ’は、基板１の製造を容易にするために、１．４≦ｄｐ’／ｄｇ’≦１．７の範囲となるように形成される。
【００４７】
なお、本実施の形態の光情報記録媒体において、ユーザ記録領域を構成するプリフォーマットパターンは、上記メディア情報記録領域を構成するためのプリフォーマットパターンと同様に、平坦な底面を有する略台形溝状のグルーブと、当該グルーブに配置された平坦な底面を有する略台形溝状のイングルーブピットとから構成することもできるし、グルーブを設けずに、トラッキング制御用のウォブルピットを設けてもよい。
【００４８】
図１９（ａ）に示した記録層２’は、有機溶剤に溶解された有機色素を基板１’のプリフォーマットパターン形成面にスピン塗布することによって形成される。スピン塗布時に遠心力等の外力を受けるため、記録層２’の表面は円滑にならず、グルーブ深さｄｇ及びイングルーブピット深さｄｐに応じた凹凸状に形成される。記録層２’は、基板１’のランド表面１’ａ上の記録層２’と反射層３’との界面からグルーブ１８２における記録層２’と反射層３’との界面までの記録層窪み深さ（記録層最大窪み深さ）Ｔｇよりも、基板１’のランド表面１’ａ上の記録層２’と反射層３’との界面からイングルーブピット１８３における記録層２’と反射層３’との界面までの記録層窪み深さ（記録層最大窪み深さ）Ｔｐの方が大きくなるように形成される。また、グルーブ深さｄｇとイングルーブピット深さｄｐとの比ｄｐ／ｄｇよりも記録層最大窪み深さＴｇと記録層最大窪み深さＴｐとの比Ｔｐ／Ｔｇの方が大きくなるように形成される。これにより、比ｄｐ／ｄｇが良好な信号変調度とラジアルプッシュプル信号が得られる値となるように形成されない場合にも、グルーブにおけるレーザ光の光路長とイングルーブピットにおけるレーザ光の光路長と光路長差（≒２×（Ｔｐ−Ｔｇ））を大きくすることができる。Ｔｐ／Ｔｇは、メディア情報を高い信号変調度且つ低ジッターで再生するために、１．６≦Ｔｐ／Ｔｇ≦２．０の範囲となるように形成される。また、長さが異なる全てのイングルーブピットについて、記録層最大窪み深さＴｐは同レベルに調整されるとともに、Ｔｐ／Ｔｇの値が上記の範囲内となるように形成される。さらに、上記有機色素材料としては、例えば、アゾ系色素やシアニン系色素等、追記型光情報記録媒体に適用可能な公知の有機色素材料を用いることができる。
【実施例１】
【００４９】
以下、本発明の第１の実施形態における光情報記録媒体の製造方法について、図５〜１６を用いて説明する。
【００５０】
上記の光情報記録媒体は、原盤の表面に所望のパターンを形成する原盤カッティング工程、カッティング済みの原盤に基づいてスタンパを作製するスタンパ作製工程、作製されたスタンパより光情報記録媒体の基板を複製する基板作製工程及び複製された基板上に種々の膜を形成する成膜工程を経ることにより作製される。
【００５１】
［基板作製の為の原盤及びスタンパの作製方法］
まず、本発明における光情報記録媒体の基板１を作製するための原盤及びスタンパの作製方法について、図５〜９を用いて説明する。図５（ａ）に示すように、直径２００ｍｍ、厚さ６ｍｍのガラス原盤５１を用意した。次いで、図５（ｂ）に示すように、ガラス原盤５１の一方の表面５１ａ上に、フォトレジスト５２を、スピンコート法を用いて厚さ２００ｎｍで均一に塗布した。次いで、フォトレジスト５２が形成されたガラス原盤５１を、図５（ｃ）に示す原盤カッティング装置（原盤露光装置）５０に装着した。原盤カッティング装置５０は、主に、波長３５１ｎｍのレーザ光を発振するＫｒガスレーザ発振器５３、音響光変調素子からなる光変調器５４、光変調器５４に変調信号を与える信号源５５、集光レンズ５６及びガラス原盤を回転させるための駆動装置（不図示）等で構成されている。図５（ｃ）に示すように、原盤カッティング装置５０のレーザ発振器５３から出射されたレーザ光ＬＳは、光変調器５４及び集光レンズ５６を介して、ガラス原盤５１上のフォトレジスト５２に照射される。このとき、ガラス原盤５１を、ガラス原盤５１の中心軸ＢＸを中心として所定の回転数で回転させた。また、ガラス原盤５１上のレーザ光ＬＳの照射位置が、ガラス原盤５１の半径方向に沿ってガラス原盤５１の内側から外側に向かって移動するように、レーザ光ＬＳを移動させた（矢印ＡＲ１）。
【００５２】
上記のように、レーザ光ＬＳを移動させながら、ガラス原盤５１に照射するレーザ光ＬＳの露光強度を、光変調器５４を用いて変化させる。本実施例では、図６（ａ）に示すように、レーザ光の露光強度を低レベル、高レベルの２段階に変化させた。イングルーブピット形成部分を有していないグルーブ形成部分を形成するときの露光強度は、低レベル（以下、グルーブレベルという）に設定した。また、イングルーブピット形成部分を有するグルーブ形成部分を形成するときの露光強度は、イングルーブピット形成部分については高レベル（以下、ピットレベルという）に設定し、それ以外のグルーブ形成部分については、グルーブレベルに設定した。なお、グルーブレベルは、ピットレベルを１００％とした場合、５５％の露光強度となるように設定した。これにより、イングルーブピット形成部分のフォトレジストは、フォトレジストと原盤との界面まで露光されるのに対し、グルーブ形成部分のフォトレジストは、フォトレジストと原盤との界面まで露光されない。また、各イングルーブピット形成部分は、クロック周期をＴとすると、トラック方向に３Ｔ〜１１Ｔまたは１４Ｔのいずれかのチャネルビット長で形成される。なお、クロック周期Ｔは、用いる再生装置に応じて適宜調整可能である。
【００５３】
さらに、本実施例では、イングルーブピット形成部分の露光強度を、図６（ａ）に示すように、露光強度をグルーブレベルからピットレベルに、または、ピットレベルからグルーブレベルに切り替える毎に、一時的にレーザ光の露光強度をグルーブレベルよりも低いレベルにする期間（ブランク期間）ＢＥを設けた。本実施例では、ブランク期間ＢＥにおけるレーザ光の露光強度を０レベルとした。ブランク期間を設けることにより、図６（ｂ）に示すように、イングルーブピット形成部分６２の前端部６２ａ及び後端部６２ｂにおけるフォトレジストの露光量は、それぞれレーザスポットＳＰ１の半径分に相当する露光量となる。これにより、レーザスポットＳＰ１の直径に相当するイングルーブピットの冗長を防止することができる。また、イングルーブピット形成部分のフォトレジストは上述の通り十分な露光強度で露光されているので、イングルーブピット形成部分の前端部及び後端部におけるフォトレジストの露光不足を解消することができるので、イングルーブピット形成部の前端部及び後端部の壁面の傾斜角度が４０度以上９０度未満となるような、加工精度の高いイングルーブピット形成部分を形成することができる。
【００５４】
ブランク期間ＢＥは、光情報記録媒体から検出されるイングルーブピット再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの３つのパラメータに基づいて設定される。また、ブランク期間ＢＥは、形成するイングルーブピットのチャネルビット長に応じて変更することができる。本実施例では、最短チャネルビット長３Ｔのイングルーブピット形成部分の露光時には、３つのパラメータの値に基づいて、ブランク期間ＢＥを０．２Ｔとした。なお、上記ブランク期間の設定方法については、後に説明する。
【００５５】
次に、フォトレジストが感光されたガラス原盤をカッティング装置から取出し、現像処理を行った。これにより、図７（ａ）に示すように、グルーブ形成部分７１、イングルーブピット形成部分７２が、ガラス原盤５１上に形成された。グルーブ形成部分７１は、断面がＶ字状の溝形状となるように形成される。また、イングルーブピット形成部分７２では、現像処理によってガラス原盤５１上のフォトレジスト５２は除去され、ガラス原盤５１の表面５１ａが露出部７２ａとして現れる。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、ガラス原盤５１上に形成されているフォトレジスト５２の表面を、不図示のＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）装置を用いて、Ｃ２Ｆ６のガス雰囲気中でエッチングした。Ｃ２Ｆ６のガスに代えて、ＣＦ４やＣ３Ｆ６等のガスを用いてもよい。これにより、イングルーブピット形成部分７２は、それぞれガラス原盤５１の表面５１ａから９０ｎｍの深さまでエッチングされる。次いで、図７（ｃ）に示すように、グルーブ形成部分７１におけるガラス原盤５１の表面５１ａを露出させるために、不図示のＯ２によるレジストアッシング装置を用いて、フォトレジスト５２を所定厚さだけ削った。これにより、グルーブ形成部分７１のガラス原盤表面７１ａを露出させた。さらに、図８（ａ）に示すように、ガラス原盤５１のフォトレジスト５２形成面に対して、再度Ｃ２Ｆ６のガス雰囲気中でＲＩＥを行った。これにより、グルーブ形成部分７１は、ガラス原盤表面５１ａから１７０ｎｍの深さまでエッチングされた。同時に、イングルーブピット形成部分７２は、ガラス原盤表面５１ａから２６０ｎｍの深さまでエッチングされた。次いで、図８（ｂ）に示すように、再度レジストアッシング装置（不図示）を用いて、ガラス原盤５１上のフォトレジスト５２を除去した。これにより、表面に所望の凹凸パターンが形成されたガラス原盤５１を得た。
【００５７】
こうして得られたガラス原盤のイングルーブピット形成部分のトラック方向に面する壁面の傾斜角度、イングルーブピットの深さの半値部分における最短プリピット長と最短スペース長及び最短スペースのイングルーブピット底面からの高さと最短スペース以外のスペースのイングルーブピット底面からの高さとの比を、原子間力顕微鏡を用いて求めた。
【００５８】
プリピット長３Ｔのイングルーブピットにおける、イングルーブピット形成部分のトラック方向に面する壁面の傾斜角度は６０度であった。また、それ以外のプリピット長を有するイングルーブピット形成部分における、トラック方向前端部及び後端部の壁面の傾斜角度は、いずれも４０度以上９０度未満に形成されていた。
【００５９】
イングルーブピットの深さの半値部分における最短プリピット長は、４００ｎｍ〜４２０ｎｍで形成されていた。また、最短スペース長は、３５５ｎｍ〜３７５ｎｍで形成されていた。
【００６０】
最短スペースのイングルーブピット底面からの高さ（最短スペースのイングルーブピット底面からグルーブ底面までの距離）は、９０ｎｍ〜８５ｎｍ（最短スペースのイングルーブピット底面からランド面までの距離は、２６２ｎｍ〜２５８ｎｍ）で形成されていた。また、最短スペース以外のスペースのイングルーブピット底面からの高さは、９０ｎｍ〜８５ｎｍで形成されていた。したがって、最短スペースのイングルーブピット底面からの高さと最短スペース以外のスペースのイングルーブピット底面からの高さとの比は、０．９５〜１．０となる。これより、いずれのスペースのイングルーブピット底面からの高さもほぼ同じ高さ位置となるように形成されていることが分かる。
【００６１】
次に、上記ガラス原盤のパターン形成面に、メッキの前処理として無電解メッキを施した。さらに、このメッキ層を導電膜として用いることにより、厚さ０．３ｍｍのＮｉ層を、電鋳法によって形成した。次いで、上記ガラス原盤上に形成したＮｉ層の表面を研磨し、さらに、ガラス原盤から上記Ｎｉ層を剥離することにより、図９に示すようなスタンパ９１を得た。スタンパ９１の表面には、上記原盤の表面に形成されていた凹凸パターンの反転パターン９２が形成されている。なお、上記メッキの前処理における導電膜形成を、スパッタ法や蒸着法を用いて行ってもよい。また、スタンパに裏打ち材を接着する等、他の工程を追加してスタンパの作製を行ってもよい。
【００６２】
［光情報記録媒体の作製方法］
次に、光情報記録媒体の作製方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。上記スタンパを、既存の射出成形装置に装着し、射出成形により基板１を得た。基板１は、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板であり、図１０に示すように、ガラス原盤に形成されたグルーブ形成部分やイングルーブピット形成部分等の凹凸パターン形状と同じ形状のパターンが基板１の一方の面上に転写されている（ランド７、グルーブ８及びイングルーブピット９）。この基板に形成されたイングルーブピットの底面を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察した。イングルーブピットの底面には、基板の半径方向及びトラック方向にそれぞれ少なくとも５０ｎｍの幅で画定される平坦な領域が存在していることが分かった。同様にして、基板に形成されたグルーブの底面を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察した。グルーブの底面にも、基板の半径方向及びトラック方向にそれぞれ少なくとも５０ｎｍの幅で画定される平坦な領域が存在していることが分かった。
【００６３】
この基板１のパタ−ン形成面上に、下記化学式（１）で表わされるアゾ系色素１重量％の濃度を有する溶液を、グルーブ間、即ち、ランド部で厚さ３０ｎｍとなるようにスピンコート法を用いて塗布した。このとき、上記溶液の塗布量を１ｇとし、塗布開始から３０秒間は回転数１００ｒｐｍで、その後３０秒間は回転数８００〜１０００ｒｐｍで基板を回転させた。なお、上記色素溶液を塗布する際に、テトラフルオロプロパノールを溶媒として用いることによりアゾ系色素溶媒とし、フィルタで濾過して不純物を取り除いた。また、色素溶液のスピン塗布は、基板１の回転中心を基準として、半径２１．０ｍｍからそれよりも外周部分に対して行った。次いで、上記色素材料を塗布した基板１を７０℃にて１時間乾燥させ、さらに、室温にて１時間冷却した。こうして、記録層２が基板１上に形成された（図１１参照）。なお、スピン塗布時に遠心力等の外力を受けるため、記録層２の表面は円滑にならず、グルーブの深さ及びイングルーブピットの深さに応じた凹凸状に形成される。
【００６４】
【化１】
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【００６５】
さらに、図１１に示すように、記録層２上に、反射層３としてＡｇ合金を厚さ１００ｎｍとなるように、スパッタ法を用いて形成した。次いで、反射層３上に、紫外線硬化樹脂４を、厚さ１０μｍとなるようにスピンコート法により塗布し、さらに、その上に、基板１と同様な厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板（ダミー基板）５を、中心を合わせて載置した。この状態で、各層が形成された基板１に紫外線を照射し紫外線硬化樹脂４を固化させることにより、各層が形成された基板１とダミー基板５とを貼り合わせた。これにより、光情報記録媒体１１０を得た。
【００６６】
［ブランク期間の設定方法］
以下に、図１２〜１６を用いて、ブランク期間の設定方法を説明する。図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に、ブランク期間を変えてカッティングを行った３種の原盤を用いて作製した各基板における、３Ｔ信号記録部（プリピット長３Ｔ及びスペース長３Ｔ）のトラック方向の断面形状及び平面形状を示す。なお、これらの断面形状及び平面形状の計測は、いずれも原子間力顕微鏡を用いて行った。図１２（ａ）は、ブランク期間を設けなかった（ブランク期間０）場合における基板のトラック方向の断面形状（参照記号ａ−１）及び平面形状（参照記号ａ−２）を、図１２（ｂ）は、ブランク期間０．２Ｔの場合における基板のトラック方向の断面形状（参照記号ｂ−１）及び平面形状（参照記号ｂ−２）を、図１２（ｃ）は、ブランク期間０．３Ｔの場合における基板のトラック方向の断面形状（参照記号ｃ−１）及び平面形状（参照記号ｃ−２）をそれぞれ示している。これらの図より、ブランク期間とプリピットサイズとの関係について、以下のことが分かる。ブランク期間を設けないまたはブランク期間が過小な場合、例えば、図１２（ａ）に示すように、プリピットサイズが大きくなり、その分スペースサイズが小さくなってしまう。これに対し、例えば、図１２（ｃ）に示すように、ブランク期間を大きくし過ぎると、プリピットサイズが小さくなり、その分スペースサイズが大きくなってしまう。本実施例においては、図１２（ｂ）に示すように、ブランク期間を０．２Ｔとした場合に、３Ｔプリピットのサイズと３Ｔスペースのサイズがほぼ同等となり、所望のプリピットサイズ及びスペースサイズを得ることができた。
【００６７】
次に、上記の３種の基板のプリフォーマットパターン形成面上に、それぞれ色素記録膜を２００ｎｍの膜厚で塗布した光情報記録媒体におけるトラック方向の断面形状及び平面形状を、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示す。図１３（ａ）は、ブランク期間を設けなかった（ブランク期間０）場合における光情報記録媒体のトラック方向の断面形状（参照記号ａ’−１）及び平面形状（参照記号ａ’−２）を、図１３（ｂ）は、ブランク期間０．２Ｔの場合における光情報記録媒体のトラック方向の断面形状（参照記号ｂ’−１）及び平面形状（参照記号ｂ’−２）を、図１３（ｃ）は、ブランク期間０．３Ｔの場合における光情報記録媒体のトラック方向の断面形状（参照記号ｃ’−１）及び平面形状（参照記号ｃ’−２）をそれぞれ示している。また、図１４に、ブランク期間０．２Ｔの場合における光情報記録媒体の、トラック方向と直交する方向の断面形状（参照記号ａ”−１）及び平面形状（参照記号ａ”−２）を示す。なお、これらの断面形状及び平面形状の計測は、上記と同様にして、原子間力顕微鏡を用いて行った。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示されるように、記録膜の表面には基板に形成されたイングルーブピットの形状に対応する窪みが形成される。ブランク期間を設けない又はブランク期間が過小な場合、例えば、図１３（ａ）に示すように、プリピットサイズが大きくなり、プリピットの増大した長さに応じてスペースサイズが小さくなってしまう。これに対し、図１３（ｃ）に示すように、ブランク期間を大きくし過ぎると、プリピットサイズが小さくなり、プリピットの縮小した長さに応じてスペースサイズが大きくなってしまう。本実施例においては、図１３（ｂ）に示すように、ブランク期間を０．２Ｔとした場合に、３Ｔプリピットのサイズと３Ｔスペースのサイズがほぼ同等になる。また、この場合、図１４に示すように、記録膜の表面には基板に形成されたイングルーブピット及びグルーブのそれぞれの深さに対応する窪みが形成される。この窪み深さの違いにより、イングルーブピットとグルーブとを光学的に識別することが可能となる。
【００６８】
図１５（ａ）〜図１５（ｃ）に、ブランク期間を種々変更した場合の３Ｔ信号記録部における変調度の変化、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化をそれぞれ示す。また、図１６（ａ）に、中サイズ（光情報記録媒体の半径方向の幅が３３０ｎｍ〜３６０ｎｍ程度）のイングルーブピットを形成した場合における、ブランク期間に対する変調度の変化、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化をまとめて示す。さらに、図１６（ｂ）に、図１６（ａ）における変調度の変化、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化と、デューティー比との関係を示す。ここで、デューティー比とは、同じ長さとなるように調整されたイングルーブピットとスペース（グルーブ）との実際の長さの比をいう。デューティー比は、イングルーブピットとスペースの長さの合計に占める実際のスペース長さの割合で表わした。なお、これらの図において、ピット大は、露光時に高強度のレーザ光を照射することにより大サイズ（光情報記録媒体の半径方向の幅が３６０ｎｍ以上）のイングルーブピットが形成された光情報記録媒体のデータを、ピット中は、露光時に中強度のレーザ光を照射することにより中サイズのイングルーブピットが形成された光情報記録媒体のデータを、ピット小は、露光時に低強度のレーザ光を照射することにより小サイズ（光情報記録媒体の半径方向の幅が３３０ｎｍ以下）のイングルーブピットが形成された光情報記録媒体のデータを示している。なお、用いた試料として、上記の通り、３種の基板上にそれぞれ２００ｎｍの膜厚で色素層をスピンコート法により形成し、次いで、実施例１と同様にして、当該色素層上に１００ｎｍの膜厚のＡｇ反射層をスパッタリングで形成し、さらにＡｇ反射層上に紫外線硬化樹脂を介してダミー基板を貼り合わせた光情報記録媒体を用いた。
【００６９】
光情報記録媒体から読み出される信号の変調度は、図１５（ａ）に示すように、ピットサイズによってその変調度が最大となるときのブランク期間が異なる。また、光情報記録媒体から読み出される信号のジッターは、図１５（ｂ）に示すように、ピットサイズによってそのジッターが最小となるときのブランク期間が異なる。さらに、光情報記録媒体から検出されるラジアルプッシュプルは、図１５（ｃ）に示すように、ブランク期間を大きくするに従い低下する。例えば、ピットサイズが中サイズの場合、図１６（ａ）に示すように、ブランク期間を０．２Ｔとしたときに、変調度が最大で且つジッターが最小となり、十分に高いラジアルプッシュプルが得ることができる。一方、ピットサイズが大サイズの場合、ブランク期間を０．４Ｔとしたときに最大の変調度を得ることができるが、ジッターが大きくなってしまい最適ではない。これに対し、ピットサイズが小サイズの場合、ブランク期間を０としたときにジッターを小さくすることができるが、これに伴って変調度も低下してしまうため、やはり最適ではない。よって、３Ｔのイングルーブピットを形成する場合には、イングルーブピットのピットサイズを中サイズとし、ブランク期間を０．２Ｔとすることが最適である。また、このときのデューティー比は、図１６（ｂ）に示すように、およそ０．５となり、トラック方向に同じ長さとなるように調整されたイングルーブピットとスペースが、実際上もほぼ同じ長さで形成されていることが分かる。なお、最適なブランク期間は、形成するイングルーブピットのピット長によって変化するので、各ピット長について、上記と同様な方法で最適なブランク期間を求めることができる。
【実施例２】
【００７０】
次に、本発明の光情報記録媒体における第２実施例を、図１７〜１９を用いて説明する。本実施例の光情報記録媒体では、図１７に示すように、プリフォーマットパターン形成領域がメディア情報を記録するメディア情報記録領域１７０ｂと、ユーザ情報を記録するユーザ記録領域１７０ｃとで構成されている以外は実施例１と同様に構成した。メディア情報記録領域１７０ｂは、イングルーブピットを有するグルーブで形成されており、中心ＡＸ’を基準として半径２３．９ｍｍ〜２４ｍｍの範囲に形成されている。一方、ユーザ記録領域１７０ｃは、グルーブのみで形成されており、中心ＡＸ’を基準として半径２１ｍｍ〜２３．９ｍｍの範囲及び半径２４ｍｍ〜５８ｍｍの範囲に形成されている。なお、ユーザ記録領域１７０ｃにおけるグルーブ深さとメディア情報記録領域１７０ｂにおけるイングルーブピットが形成されていない部分のグルーブ深さは同じである。
【００７１】
図１８に、本実施例における光情報記録媒体のメディア情報記録領域１７０ｂにおける概略上面図を示す。また、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に、図１８におけるＣ−Ｃ線断面図及びＤ−Ｄ線断面図を示す。本実施例における光情報記録媒体は、図１９（ａ）に示すように、基板１’のプリフォーマットパターン形成面上に順次記録層２’、反射層３’、保護層４’及びカバー層５’が形成されている。この光情報記録媒体について、デジタルインスツルメンツ社製走査型プローブ顕微鏡を用いてグルーブ１８２における記録層最大窪み深さ（基板のランド表面上の記録層と反射層との界面から上記グルーブにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さ）Ｔｇとイングルーブピット１８３における記録層最大窪み深さ（基板のランド表面上の記録層と反射層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と反射層との界面までの記録層の窪み深さ）Ｔｐとを測定した。グルーブ１８２における記録層最大窪み深さＴｇは約１００ｎｍであり、イングルーブピット１８３における記録層最大窪み深さＴｐは約１７０ｎｍであった。これより、グルーブ１８２における記録層最大窪み深さＴｇとイングルーブピット１８３における記録層最大窪み深さＴｐとの比Ｔｐ／Ｔｇ＝１．７０となる。グルーブ１８２の深さｄｇ＝１７０ｎｍ、イングルーブピット１８３の深さｄｐ＝２５０ｎｍであるので、比ｄｐ／ｄｇ＝１．４７となり、ｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ／Ｔｇの関係を満たすことが分かる。また、１．１５＜（Ｔｐ／Ｔｇ）／（ｄｐ／ｄｇ）であることが分かる。
【００７２】
また、この光情報記録媒体を、波長６５０ｎｍのレーザ光を発生する光ピックアップを備えたドライブ装置に装着して、メディア情報記録領域にイングルーブピット方式で記録されたメディア情報を再生した。このときの再生信号の信号変調度は６１％、ジッターは７．２％であり、実用上十分な記録再生特性があることが分かった。
【００７３】
［変形例１］
実施例２の変形例を、図２０を用いて説明する。本変形例の光情報記録媒体は、図２０に示すように、基板１”のプリフォーマット形成面上に反射層３”、記録層２”、保護層４”及びカバー層５”をこの順に形成した光情報記録媒体であり、基板１”側からではなく、カバー層５”側から記録再生用のレーザ光を照射して光情報記録媒体の情報記録再生を行う。この光情報記録媒体についても、グルーブ２０１の底面２０１ａ及びイングルーブピット２０２の底面２０２ａを平坦に形成するとともに、基板１”におけるグルーブ深さｄｇ’とイングルーブピット深さｄｐ’との比が、グルーブ２０１部分における記録層最大窪み深さ（基板のランド表面上の記録層と保護層との界面から上記グルーブにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さ）Ｔｇ’とイングルーブピット２０２部分における記録層最大窪み深さ（基板のランド表面上の記録層と保護層との界面から上記イングルーブピットにおける記録層と保護層との界面までの記録層の窪み深さ）Ｔｐ’との比に対し、ｄｐ’／ｄｇ’＜Ｔｐ’／Ｔｇ’の条件を満たすことにより、実施例２と同様の効果を得ることができる。なお、保護層４”は記録層２”の劣化防止のために設けられており、銀又は銀合金などの金属材料やＳｉＮなどの無機誘電体材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さにスパッタリングするか、４−モルホリン−２，５−ジブドキシジアゾニウムトリフルオロメタンスルファネートとポリビニルピロリゾンの水溶液等をスピンコートすることによって形成し得る。このとき、保護層４”の膜厚としては、１００ｎｍ〜１μｍ程度が好適である。また、カバー層５”は、記録層２”を機械的衝撃や化学変化から保護するものであり、表面が平坦な基板１”と同様なプラスチック基板を、紫外線硬化樹脂等を介して貼り付けることができる。
【００７４】
上記実施例においては、原盤上に形成されたフォトレジストをピットレベル及びグルーブレベルの２段階の露光強度を用いて連続的に変調したレーザ光を照射することにより露光したが、始めにフォトレジストにグルーブレベルの露光強度のレーザ光を照射してグルーブに対応するパターンを露光し、次いでピットレベルの露光強度のレーザ光を照射してグルーブ及びイングルーブピットに対応するパターンを露光してもよい。また、ブランク期間における露光強度（第３露光強度）をゼロとしたが、グルーブを露光するときの強度（第１露光強度）の１／２、１／３、１／４等のような強度にし得る。
【００７５】
上記実施例において、ガラス原盤のエッチング手段としてＲＩＥを用いたが、他の物理的又は化学的なエッチング手段を用いてもよい。ガラスや金属等、用いる原盤の材料に応じて、種々のエッチング手段を選択し得る。
【００７６】
上記実施例では、色素溶液の塗布条件を、塗布量１ｇ、塗布開始時の基板回転数１００ｒｐｍ、塗布開始から１００ｒｐｍの回転数の保持時間３０秒、余剰の溶液を振り切るための回転数８００〜１０００ｒｐｍ及びその保持時間３０秒としたが、基板のランド表面に記録層を１０ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚で均一に形成できる塗布条件であれば他の塗布条件にし得る。
【００７７】
また、上記実施例では、片面にダミー基板を有する単板構造の光情報記録媒体としたが、プリフォーマットパターン形成面上に記録層と反射層を形成した基板を２枚用意し、それぞれの反射面をＵＶ樹脂からなる接着層を介して互いに貼り合わせることにより、両面貼り合わせ型の光情報記録媒体としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、原盤露光の際にブランク期間を設けることにより、イングルーブピットにおけるレーザ光のスポット径分の冗長を防止することができる。また、ブランク期間は、光情報記録媒体より検出されるイングルーブピット再生信号の変調度、ジッター及びラジアルプッシュプルの値に基づいて設定されるので、良好な記録再生特性やトラッキング特性を有する光情報記録媒体を製造することができる。
【００７９】
また、本発明の光情報記録媒体では、光情報記録媒体の基板のプリフォーマット形成面に、予めメディア情報を、イングルーブピットを用いて記録しておくメディア情報記録領域と、ユーザが情報記録を行うためのユーザ記録領域とを設けているので、メディア情報を後から専用の記録装置を用いて光情報記録媒体の記録層に１枚ずつ書き込む必要がなく、光情報記録媒体の製造工程の簡略化、ひいては光情報記録媒体の製造コストの低減を図ることができる。
【００８０】
さらに、本発明では、平坦な底面を有するグルーブ及びイングルーブピット上に有機色素を含有する記録層を形成することにより、グルーブの幅の広狭でメディア情報を記録する場合とは異なり、グルーブ部分の記録層の高さ位置とイングルーブピット部分の記録層の高さ位置との差を大きくすることができる。また、イングルーブピットのトラック方向長さの違いに拘わらず、記録層の窪み深さを同等とすることができる。これにより、イングルーブピットを用いて記録されたメディア情報等の情報を高変調度且つ低ジッターで読み出すことができる。また、情報をグルーブの幅広部ではなくイングルーブピットを用いて記録しているので、トラックピッチの狭小化が可能となり、記録容量の増加を図ることができる。
【００８１】
また、仮にイングルーブピット深さｄｐとグルーブ深さｄｇとの比ｄｐ／ｄｇが所望の信号変調度及びラジアルプッシュプル信号が得られる値に形成されない場合でも、イングルーブピット部分の記録層窪み深さＴｐとグルーブ部分の記録層窪み深さＴｇとをｄｐ／ｄｇ＜Ｔｐ／Ｔｇの関係を満たすように、基板上に有機色素を含有する記録層が形成されるので、記録信号の再生に十分な光路長差を得ることができる。よって、基板のグルーブ深さｄｇに対するイングルーブピット深さｄｐを浅く形成することができるので、原盤のカッティングや基板成形が容易となる。これにより、光情報記録媒体の製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における光情報記録媒体の平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における光情報記録媒体の断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態における基板の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施の形態における光情報記録媒体の断面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の実施例１における光情報記録媒体の製造に用いる原盤作製方法を説明する図である。
【図６】図６（ａ）は実施例１の原盤露光に用いるレーザ光の露光強度の時間変化を示した図であり、図６（ｂ）は対応するイングルーブピット形成部分及びグルーブ形成部分の寸法関係を示した図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、実施例１における原盤の作製方法を説明した図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例１における原盤の作製方法を説明した図である。
【図９】図９は、実施例１で作製したスタンパの概略断面図である。
【図１０】図１０は、実施例１において得られた基板のパターン形成面の概略斜視図である。
【図１１】図１１は、実施例１で得られた光情報記録媒体のイングルーブピット領域の概略断面図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、ブランク期間を変えてカッティングを行った３種の原盤を用いて作製した各基板における、３Ｔ信号記録部のトラック方向の断面形状及び平面形状を示した図であり、図１２（ａ）はブランク期間０Ｔの場合を、図１２（ｂ）はブランク期間０．２Ｔの場合を、図１２（ｃ）はブランク期間０．３Ｔの場合をそれぞれ示している。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、ブランク期間を変えてカッティングを行った３種の原盤を用いて作製した各基板のプリフォーマットパターン形成面上に、それぞれ色素記録膜を２００ｎｍの膜厚で塗布した光情報記録媒体におけるトラック方向の断面形状及び平面形状を示した図であり、図１３（ａ）はブランク期間がない場合を、図１３（ｂ）はブランク期間０．２Ｔの場合を、図１３（ｃ）はブランク期間０．３Ｔの場合をそれぞれ示している。
【図１４】図１４は、ブランク期間０．２Ｔの場合におけるトラック方向と直交する方向の光情報記録媒体の断面形状及び平面形状を示した図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、ブランク期間を種々変更した場合の３Ｔ信号記録部における変調度、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化をそれぞれ示した図である。
【図１６】図１６（ａ）は、中サイズのイングルーブピットを形成した場合における、ブランク期間に対する変調度の変化、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化を示した図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における変調度の変化、ジッターの変化及びラジアルプッシュプルの変化と、デューティー比との関係を示した図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施例２における光情報記録媒体の平面図である。
【図１８】図１８は、実施例２における光情報記録媒体のイングルーブピット領域の概略上面図を示した図である。
【図１９】図１９（ａ）は、図１８におけるＣ−Ｃ線断面図であり、図１９（ｂ）は、図１８におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の変形例１における光情報記録媒体のイングルーブピット領域の概略断面図である。
【図２１】図２１（ａ）は、従来のイングルーブピットを有する光情報記録媒体用基板のイングルーブピット領域の概略上面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ’―Ａ’線断面図であり、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）のＢ’―Ｂ’線断面図である。
【図２２】図２２（ａ）は従来の原盤露光に用いるレーザ光の露光強度の時間変化を示した図であり、図２２（ｂ）は対応するイングルーブピット形成部分及びグルーブ形成部分の寸法関係を示した図である。
【図２３】図２３は、従来のＤＶＤ−Ｒ等で採用されているグルーブ及びプリピットのパターンを示した図である。
【図２４】図２４は、従来のイングルーブピットの断面形状を示した図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  基板
２  記録層
３  反射層
４  保護層
５  カバー層
８  グルーブ
９  イングルーブピット
１０，１１０  光情報記録媒体
５０  原盤カッティング装置
５１  ガラス原盤
５２  フォトレジスト
９１  スタンパ
ＢＥ  ブランク期間
【図１】
2006244703.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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